定 價:59.9 元
叢書名:21世紀高等院校計算機輔助設計規(guī)劃教材
- 作者:王健
- 出版時間:2018/6/1
- ISBN:9787111598695
- 出 版 社:機械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TP312MA
- 頁碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:
- 開本:16開
MATLAB是一個功能強大的科學計算軟件,具備良好的兼容性與可移植性等優(yōu)點,已經在信息科學、數學建模、圖像處理、工程控制、通信仿真與設計等領域得到了廣泛應用。
《MATLAB數值計算基礎與實例教程》介紹了MATLAB在數值計算中的應用,內容涵蓋數值計算的基礎知識、MATLAB基礎介紹、數值計算在大學基礎課程和科研工作中的應用等。全書共10章,首先介紹數值計算的基礎、MATLAB的使用、通用函數、數據分析等內容;然后向讀者展示數值計算在高等數學、線性代數、概率論中的應用;后應用數值計算對現實生活中的實際問題進行求解,包括線性/非線性規(guī)劃與分析的優(yōu)化及其他重要的數值計算問題等。
《MATLAB數值計算基礎與實例教程》在內容編排上按照讀者學習的一般規(guī)律,結合了大量實例進行講解,可以使讀者快速、真正地掌握MATLAB與數值計算。本書可以作為高等學校相關專業(yè),諸如:應用數學、信息與計算科學、通信工程、電氣工程及其自動化、計算機科學與技術等專業(yè)的教材、教輔工具書,也可供廣大科研人員、學者、工程技術人員自學或參考。
★本書針對MATLAB數值計算學習的特點,結合作者多年使用MATLAB的實踐經驗,詳細介紹了數值計算、符號運算、線性與非線性規(guī)劃分析等方面的內容。
★本書在講解的過程中配合大量的實例操作,每章都是從基礎知識開始介紹,然后是實例分析,后是習題練習,力求做到理論與實踐緊密結合。
MATLAB是一種科學計算軟件,專門以矩陣的形式處理數據。目前,其應用非常廣泛。MATLAB可以用來進行如下工作:數值分析、數值和符號計算、工程與科學繪圖、控制系統(tǒng)的設計與仿真、數字圖像處理、數字信號處理、通信系統(tǒng)設計與仿真等。尤其是在電子信息領域和數學建模領域中,MATLAB已經成為學術研究、論文寫作的有力工具。同時,MATLAB將數值分析、矩陣計算、科學數據可視化以及非線性動態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強大功能集成在一個易于使用的視窗環(huán)境中,為科學研究、工程設計和必須進行有效數值計算的眾多科學領域提供了一種全面的解決方案,大大提高了運算效率和準確性。
《MATLAB數值計算基礎與實例教程》針對MATLAB數值計算學習的特點,結合作者多年使用MATLAB的教學和實踐經驗,由淺入深、從簡到繁、圖文并茂,詳細介紹了數值計算、符號運算、線性與非線性規(guī)劃分析等方面的內容。條理清晰,語言通俗易懂,針對性強,在講解的過程中配合大量的實例操作,符合讀者的學習規(guī)律。每章都從基礎知識開始介紹,然后是實例分析,最后是習題練習,理論與實踐緊密結合。
《MATLAB數值計算基礎與實例教程》共10章,主要內容如下:
第1章介紹數值計算基礎,包括數據的類型、數組的應用、矩陣運算、多項式等。
第2章介紹MATLAB基礎,包括MATLAB基本功能及特點、MATLAB程序控制結構、MATLAB函數介紹、Bug的調試方法等。
第3章介紹數值計算的通用函數,包括符號運算函數、數值統(tǒng)計函數、數值積分函數、圖形繪制函數等。
第4章介紹數據分析的關鍵技術,包括不同維度下的數據插值、不同情形下的數據優(yōu)化等。
第5章介紹高等數學中的數值計算,主要講解MATLAB數值計算在極限、導數、不定積分與定積分、數值積分、二重積分與常微分方程等問題中的應用。
第6章介紹線性代數中的數值計算,主要講解MATLAB數值計算在矩陣運算、矩陣的秩與相關性、線性方程組求解、特征值與二次型等問題中的應用。
第7章介紹概率論與數理統(tǒng)計中的數值計算,主要講解MATLAB數值計算在數據的統(tǒng)計分析方法、離散型和連續(xù)型隨機變量、多維隨機變量數字特征、參數估計、假設檢驗等問題中的應用。
第8章介紹線性規(guī)劃與分析的優(yōu)化,主要分析MATLAB數值計算在線性規(guī)劃問題、參數設置與獲取優(yōu)化、線性規(guī)劃函數中的運用。
第9章介紹非線性規(guī)劃與分析的優(yōu)化,主要分析MATLAB數值計算在無約束與有約束非線性規(guī)劃問題、二次規(guī)劃、多目標規(guī)劃、最小二乘擬合的規(guī)劃中的運用。
第10章介紹其他數值計算的求解問題,包括單變量函數的求解、共軛梯度法、遺傳算法、模擬退火算法、神經元網絡等。
《MATLAB數值計算基礎與實例教程》主要由王健、趙國生、宋一兵編寫。哈爾濱理工大學王健主要負責編寫第1~2章,哈爾濱師范大學趙國生負責編寫第3~9章,其余章節(jié)由宋一兵、管殿柱、談世哲、王獻紅、趙景偉、段輝、董青、李文秋、管玥、趙景波、湯愛君、王奎東編寫,在此一并感謝。
《MATLAB數值計算基礎與實例教程》得到了以下項目的支持:國家自然科學基金項目“可生存系統(tǒng)的自主認知模式研究”(61202458)、國家自然科學基金項目“基于認知循環(huán)的任務關鍵系統(tǒng)可生存性自主增長模型與方法”(61403109)、哈爾濱市科技創(chuàng)新人才研究專項(2016RAQXJ036)和黑龍江省自然科學基金(F2017021)。
感謝您選擇了《MATLAB數值計算基礎與實例教程》,雖然編者在編寫本書的過程中力求敘述準確、完善,但由于水平有限,書中欠妥之處在所難免,希望您把對《MATLAB數值計算基礎與實例教程》的意見和建議告訴我們。 最后希望本書能夠對您的工作和學習有所幫助!
前言
第1章數值計算基礎
1.1數據的類型
1.1.1字符串
1.1.2數值類型
1.1.3函數句柄
1.1.4布爾運算與關系運算
1.1.5結構類型
1.1.6元胞數組
1.2數組的應用
1.2.1數組創(chuàng)建
1.2.2數組操作
1.3矩陣運算
1.3.1矩陣創(chuàng)建
1.3.2矩陣的算術運算與關系運算
1.3.3相關矩陣分析
1.3.4稀疏矩陣的創(chuàng)建與運算
1.4多項式
1.4.1多項式創(chuàng)建
1.4.2多項式計算
1.5本章小結
1.6習題
第2章MATLAB基礎
2.1M文件概述
2.1.1M文件的創(chuàng)建與打開
2.1.2M文件的基本內容
2.1.3M命令文件與M函數文件
2.1.4M文件案例
2.2程序控制結構
2.2.1順序結構
2.2.2選擇結構
2.2.3循環(huán)結構
2.2.4其他輔助控制語句
2.2.5程序控制結構綜合案例
2.3MATLAB函數
2.3.1主函數
2.3.2子函數與私有函數
2.3.3嵌套函數
2.4Bug調試方法
2.5本章小結
2.6習題
第3章數值計算的通用函數
3.1符號計算基礎
3.1.1創(chuàng)建符號對象
3.1.2表達式創(chuàng)建
3.1.3運算符及運算
3.2符號矩陣運算函數
3.2.1代數運算函數
3.2.2線性運算函數
3.2.3科學運算函數
3.3數值統(tǒng)計函數
3.3.1隨機數
3.3.2最大(。┲
3.3.3和與積
3.3.4均(中)值
3.3.5標準差和方差
3.3.6協方差和相關系數
3.3.7排序
3.4數值積分函數
3.4.1一元函數
3.4.2矢量積分
3.4.3二元函數
3.4.4三元函數
3.5圖形繪制函數
3.5.1二維曲線繪制
3.5.2三維曲線繪制
3.5.3等值線繪制
3.5.4表面圖繪制
3.5.5曲面圖繪制
3.6本章小結
3.7習題
第4章數據分析的關鍵技術
4.1數據預處理
4.1.1處理缺失數據
4.1.2處理異常值
4.1.3數據平滑處理
4.1.4數據標準化處理與歸一化處理
4.2一維插值
4.2.1方法介紹
4.2.2實例應用
4.3二維插值
4.3.1方法介紹
4.3.2實例應用
4.4三維插值
4.4.1方法介紹
4.4.2實例應用
4.5樣條插值
4.5.1方法介紹
4.5.2實例應用
4.6拉格朗日插值
4.6.1方法介紹
4.6.2實例應用
4.7擬合
4.7.1多項式最小二乘曲線擬合
4.7.2正交最小二乘擬合
4.7.3擬合界面
4.8本章小結
4.9習題
第5章高等數學中的數值計算
5.1極限
5.1.1數列極限
5.1.2函數極限
5.1.3極限的實現
5.1.4實例應用
5.2導數
5.2.1意義與性質
5.2.2導數與極值的實現
5.2.3實例應用
5.3不定積分
5.3.1定義與性質
5.3.2不定積分的實現
5.3.3實例應用
5.4定積分
5.4.1定義與性質
5.4.2定積分的實現
5.4.3實例應用
5.5數值積分
5.5.1定義與性質
5.5.2數值積分的實現
5.5.3實例應用
5.6二重積分
5.6.1定義與性質
5.6.2實例應用
5.7常微分方程
5.7.1常微分方程求解方法
5.7.2微分方程的實現
5.7.3實例應用
5.8綜合實例應用
5.8.1求長方體體積案例
5.8.2衛(wèi)星的地面覆蓋案例
5.9本章小結
5.10習題
第6章線性代數中的數值計算
6.1矩陣運算
6.1.1逆運算
6.1.2轉置
6.1.3行列式運算
6.1.4向量點乘
6.1.5混合積
6.1.6實例應用
6.2秩與相關性
6.2.1矩陣與向量組的秩
6.2.2線性相關性
6.2.3最大無關組
6.2.4實例應用
6.3特征值與二次型
6.3.1特征值與特征向量
6.3.2正交矩陣
6.3.3實例應用
6.4線性方程組求解
6.4.1唯一解
6.4.2齊次線性方程組通解
6.4.3非齊次線性方程組通解
6.4.4MATLAB中其他內置函數求解線
性方程組
6.4.5實例應用
6.5綜合實例
6.5.1求解線性方程組案例
6.5.2線性規(guī)劃案例
6.5.3廠址選擇案例
6.6本章小結
6.7習題
第7章概率論與數理統(tǒng)計中的數值計算
7.1數據分析基礎知識
7.2離散型隨機變量
7.2.1三種常見分布
7.2.2七種概率密度函數值
7.2.3實例應用
7.3連續(xù)型隨機變量
7.3.1六種常見分布
7.3.2兩種計算概率密度函數值的方法
7.3.3兩種計算累積概率函數值的方法
7.3.4兩種計算逆累積概率函數值的方法
7.3.5實例應用
7.4一維隨機變量數字特征
7.4.1期望
7.4.2方差與標準差
7.4.3常用函數
7.4.4實例應用
7.5二維隨機變量數字特征
7.5.1期望
7.5.2相關與協方差
7.5.3相關系數
7.5.4實例應用
7.6參數估計
7.6.1點估計的評價角度
7.6.2區(qū)間估計的四種置信區(qū)間
7.6.3最大似然估計法
7.6.4實例應用
7.7假設檢驗
7.7.1正態(tài)總體均值的假設檢驗
7.7.2正態(tài)總體方差的檢驗
7.7.3實例應用
7.8綜合實例
7.8.1商品生產案例
7.8.2學生成績檢驗案例
7.9本章小結
7.10習題
第8章線性規(guī)劃與分析的優(yōu)化
8.1參數優(yōu)化
8.1.1設置優(yōu)化參數
8.1.2獲取優(yōu)化參數
8.2線性規(guī)劃問題簡介
8.3求解線性規(guī)劃
8.3.1MATLAB中的線性規(guī)劃函數
8.3.2線性最小二乘
8.3.3MATLAB中的線性規(guī)則實現
8.4優(yōu)化工具簡介
8.5綜合實例
8.5.1材料使用最優(yōu)化案例
8.5.2糧食生產與利潤最優(yōu)化案例
8.6本章小結
8.7習題
第9章非線性規(guī)劃與分析的優(yōu)化
9.1無約束與有約束的非線性規(guī)劃
9.1.1非線性規(guī)劃定義
9.1.2無約束非線性規(guī)劃
9.1.3有約束非線性規(guī)劃
9.2二次規(guī)劃問題
9.3多目標規(guī)劃
9.4最小二乘擬合的規(guī)劃
9.5綜合實例
9.5.1投資與效益案例
9.5.2采購案例
9.6本章小結
9.7習題
第10章其他數值計算的求解問題
10.1單變量函數的求解
10.1.1二分法
10.1.2迭代法